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生物技术学试题及参考答案

一、生物技术产业化的十大技术平台及研究方向

1、基因操作技术平台：

（1）基因克隆技术：从基因片断到动物克隆；

（2）载体技术：从细菌质粒到真核细胞人工染色体；

（3）基因与多肽合成与测序技术；

（4）基因扩增技术；

（5）基因转化技术；

（6）噬菌体展示：研究基因功能的主要手段；

2 、生物制药技术平台

（1）重组技术制药：如已知功能的蛋白产品；

（2）基因制药技术：基因诊断、基因疫苗；

（3）生物反应器技术：动植物反应器

（4）功能食品生产技术；

（5）纳米药物技术：5－10纳米药物颗粒可通过血液达到达人体任何部位；

3、转基因动植物技术平台

1993年首例转基因植物（烟草）问世，至今已有转基因植物120多种；

1996年转基因农作物开始大规模种植，

6年间增长30多倍，主要品种包括大豆、玉米、棉花和油菜，主要涉及抗虫和抗除草剂特性，分布于13个国家，但欧洲仅德国、西班牙和保加利亚有少量种植。

4、基因治疗技术平台：

基因治疗是以改变人的遗传物质（导致疾病的异常基因）为基础的生物医学治疗。

主要用于尚无有效治疗方法的严重疾病，如遗传病、癌症、艾滋病、代谢性疾病等；已有700个基因治疗方案，病例超6000例；

重组腺病毒-p53注射液（深圳赛百诺公司）；

5、蛋白质工程技术平台：

蛋白质工程(protein engineering) 就是根据蛋白质的精细结构和生物活力的作用机制之间的关系，利用基因工程的手段，构建新型蛋白质分子的过程。

基因工程的发展，根据蛋白结构，采用DNA重组技术改造蛋白质，功能优化。

人β干扰素（IFN)蛋白质工程

人IFN β，抗病毒，基因工程产物活性为10万U\mg;仅是天然产物活性的10％；

166个氨基酸，在17、41、141位有三个胱氨酸，天然产物在41、141间形成二硫键，基因工程产物二硫键位置有偏差；

Cys17(-SH)点突变为丝氨酸(-OH), IFN β产物活性提高100倍，稳定性好于天然产物。

IFN分子蛋白质工程改造，活性可提高上万倍，同时降低副作用。

6、代谢工程技术平台

Bailey,J.E.(1991): “用运重组DNA技术通过对细胞酶的、传递的及调控的功能进行操作而对细胞的活性进行改进”。

Stephanopoulos, G.N. et al (1998): “用运重组DNA技术通过对胞内特定生化反应进行修饰或导入新的生化反应而对产品的生成或细胞的性质进行定向改进”。

代谢工程就是在对代谢网络系统分析的基础上采用基因工程技术改造细胞代谢系统以改进细胞性能或提高产物生产能力或收率。

L-天冬酰胺酶：白血病受选药物，E.coli生产，提高酶活力，体内半衰期短（2分钟）

（1）基因工程技术提高酶活力40余倍；

（2）制备L-天冬酰胺酶－抗体融合蛋白，其半衰期短提高到9小时。

代谢工程可不仅在解释细胞生理特性上具有重要的科学意义，而且其潜在的应用跨越了生物技术的全部领域，主要包括：(1)异源蛋白的生产; (2)扩大底物利用范围; (3)生产原来不存在的新物质; (4)对环境有害物质的降解; (5)提高菌体对环境的适应能力; (6)阻断或降低副产物的生成; (7)代谢产品生产速率和生产能力的提高; (8)植物代谢工程; （9）动物代谢工程；

(10)人体和组织代谢工程：人类疾病诊断和基因治疗。

7、生物信息技术（BioIT)平台

生物信息工程学（bioinformatics）可以简单的定义为计算机与信息技术在生命科学中的应用，它是一个年轻和快速发展的领域。生物信息工程学运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量生物学研究的实验数据中所包含的生物学意义，包括此类数据的采集、存贮、整理、归档、分析与可视化等。

生物芯片(Biochip):通过微电子技术在固相基质（如硅片、朔料、玻璃等）构建微型生化分析系统，实现对生物大分子的准确、快速、高通量检测。

产业方面：相关仪器；软件；医学诊断；环境监测；反恐等。

市场前景：目前10－15亿美元，预计2006年50亿美元，2010年可达400亿美元。

8、干细胞(stem cell)技术平台

干细胞可通过分裂维持群体大小，还可近一步分化成为不同的组织细胞。有全能（如胚胎干细胞）、多能（如神经干细胞）、专能（如角膜干细胞）之分。

组织器官的缺损或功能障碍是健康的主要危害之一，如年增25万白血病、乙肝1.2亿携带者、3.62％的糖尿病患病率、先天缺陷、烧伤、癌症等等。

9、个体医学技术平台

个体医学技术源于中医的个体辨证论治。

HGP的进展发现，人与人的核苷酸不完全相同，人类基因平均有14个可遗传版本；

疾病的易感性与基因有关，约6000种遗传病与基因的变异有关；

个体的药物敏感性不同，任何药物不可能适用于所有不同的个体。

10、反生物恐怖技术平台：

已知可用于生物恐怖的微生物：25种病毒（如Ebola,90%死亡率）；13种细菌（如炭疽杆菌、肉毒杆菌、鼠疫菌等)；4种立克次体；1种依原体；2种真菌；3种原虫。SARS?

此外，多种基因重组病毒或细菌难以预测。

研发重点：病原体快速监测技术（生物芯片）、有效的疫苗与药物等。

二、怎样利用谷氨酸棒杆菌提高生产的色氨酸量

答：提高色氨酸的产量

利用谷氨酸棒杆菌生产色氨酸；传统方法是通过突变筛选高产菌株；

重组技术应用：（1）提高关键酶的表达；（2）找到有关的新酶；

色氨酸生产的限速酶是邻氨基苯甲酸合成酶，在野生型菌种中引入第二拷贝，产量提高约130％；

三、列举寄生虫检测手段及其优缺点

方法优点缺点

显微镜镜检简单、直接灵敏度低、经验

体外培养、接种小鼠可测到活体及毒性、传染性慢而昂贵、样品丢失等

血清抗体简单快速，可自动化操作特异性不高、潜伏状态

DNA杂交及PCR 同上，特异性强、可区分种类昂贵、不能区分样品死

活、假阳性

四、生物技术药物的基本特性

答：（1）药理学特性

1)药理活性高

由于生物工程药物产品是细胞中天然存在的高活性分子，作用机制合理，疗效可靠，因此具有药理活性高，用量小的特点。但药物分子在体内容易降解，半衰期短。

2)毒副作用小

生物工程药物产品主要是蛋白质、核酸等生物大分子，对人体无害，且都是机体的营养物质。因此相对的毒性较小，副作用低，安全性较高。

3)有生物种属及组织特异性

用于生物进化的差异，不同生物，甚至同一生物的不同个体间的活性分子结构可能会有很大的变化，其中大分子的蛋白（酶）更为明显。

（2）生产制备特性

1)稳定性较差

生物工程药物分子一般具有特定的活性部位，较不稳定。如温度、压力、pH、重金属等原因都容易引起失活。

2)易污染和腐败

由于生物工程药物分子多为蛋白质和核酸两类高营养物质，极易污染微生物腐败，酶解破坏，失去活性。生产中对低温、无菌等条件有严格要求。

3)生产系统复杂

利用生物技术修饰的细胞或机体产生的生物大分子，一般在原核（细菌）或真核（酵母、动物细胞）系统中进行。与普通药物相比，其生产批次间同源性、均一性、有效性及安全性等要求高。

4)活性检验

由于生物技术药物具有特殊的生理功能，除进行普通药物的理化指标检验外，还要进行生物活性检验，如动物模型分析、细胞培养分析等。

五、什么是生物能源？发展生物能源的益处？

答：1、生物能源(Bioenergy):目前主要指生物质发电(Biopower)和基于生物质生产的各种机动车液体燃料(Biofuels)、沼气等。

生物质能源是唯一可转化为液体燃料的可再生资源；是一种可显著降低环境中温室气体CO2和酸雨主要成分SO2的能源。

植物基生物质原料生长过程中吸收CO2，其生产和使用不会导致环境CO2总量的净增长。

2、发展生物能源的益处

（1）生物能源是绿色可再生能源,能够保障社会的可持续发展;

（2）对环境友好的清洁能源;

（3）减轻对进口石油的依赖，保障国家能源安全；

（4）促进农产品深加工产业发展。

六、植物生物技术转化的几个方法以及其优缺点

答：植物基因的遗传转化是指将外源DNA通过载体、媒体或其他物理、化学方法导入植物细胞并得到整合和表达的过程。实现这一转化的途径称之为转化系统。外源DNA通过载体

介导实现其转化的系统称之为基因载体转化系统。目前已经建立了十余种基因转化方法，常见的方法包括：

1、土壤农杆菌介导法：几乎所有双子叶植物都容易受到土壤农杆菌（A. tumefaciens）感染，而产生根瘤。其致瘤特性由Ti（tumor－inducing）质粒介导;Ti质粒大约在160～240kB之间。其中T-DNA大约在15kb-30kb ;

农杆菌介导的转化法的优点：1）操作简便、2）成本低、3）转化率高，4）广泛应用于双子叶植物的遗传转化

农杆菌介导的转化法的缺点：单子叶植物受限制；

苏云金杆菌的δ-内毒素

苏云金杆菌在孢子形成的过程中，细胞内形成杀虫晶体蛋白—称为δ-内毒素，其活性很强，有时要比有机磷毒性高80000倍，而且选择性很强，不同品系的细菌和成不同的毒蛋白。

在细菌中积累的δ-内毒素是无活性的前体，昆虫食用后，前毒素被蛋白酶消化后产生有毒性的蛋白，结合到昆虫肠道内，破坏表皮细胞，使昆虫不能进食，从而饥饿而死。不同昆虫中，晶体结构不同产生了特异性。

2、基因枪法（biolistics）也称微粒轰击法（microparticle bombardment）

最早是由Cornell大学研制的火药基因枪。1990年，美国杜邦公司推出了商品基因枪PDS-1000系统。基因枪的组成部分有：点火装置、发射装置、挡板、样品室、真空系统组成。基因枪转化的基本步骤如下：

DNA微弹的制备

DNA-微弹载体的制备

靶外植体准备

DNA微弹轰击

轰击后外植体的培养

基因枪法的优点：

1）无宿主限制，受体类型广泛，原生质体、叶圆片、悬浮培养细胞、茎、根、以及种子的胚、分生组织等几乎所有具有分生潜力的组织或细胞都可以；

2）可控度高，商品化的基因枪都可以根据实验需要调控微弹的速度和射入浓度，命中特定层次的细胞；

3）操作简便迅速；

缺点：1）相对于农杆菌介导的转化率要低得多，

2）而且基因枪转化成本高；

3）嵌合体比率大；

4)遗传稳定性差；

3、电激法(electroporation)：利用高压电脉冲的电激作用将外源基因导入植物细胞的转化方法。

优点：操作简便，特别是适用于瞬间表达研究

缺点：原生质体培养麻烦，加上电击易造成原生质体损伤，其再生率降低

4、花粉管导入法：即利用花粉管通道，将外源DNA注入进入胚囊，转化受精卵或其前后的细胞(卵、早期胚细胞)，并自然发育成种子。

优点：1）花粉管通道法不仅可以用于外源总DNA的导入，也可以用于基因的导入，2）有方法简便，

3）基因转化效率高

4）缩短育种年限等优点。

缺点：1）只有在开花时期才能应用2）转化植株可能带有少量目的性状基因以外的DNA片断；3）目的性状转化与否带有很大的机遇性4）转化效率低。

附：2003年试题及答案（2005届第1、3、6题在2003届中也出现）

一、PHA（聚羟基脂肪酸）的基因工程生产

（1）获得具新颖结构的PHA分子；已经有大约10个与PHA合成有关的基因被发现；用重组大肠杆菌可以合成PHA、PHB和共聚物聚羟基丁酸己酸酯（PHBHHx）。

（2）改造PHA组分：如对链长进行控制；真养产碱菌（A.eutrophus）4－5个单体的短链；食油假单胞菌（P.oleovorans)6-14个单体的中长链；

（3）降低PHA的生产成本，提高生产率，与传统石油塑料竞争；

高密度培养重组大肠杆菌的技术使聚羟基丁酸PHA的生产效率得到很大的提高；

通过把细菌合成PHA的基因导入植物；据推算如果植物中的PHA的含量能达到其他脂类储存物的平均水平，即达到植物细胞干重的20－40 wt%，则价格降到每公斤0.5美元左右，完全可与塑料的价格相当；

附：1、PHA在植物中表达

将PHB基因转到棉花中，使棉花纤维的性能与天然棉纤维有了明显差别；

将PHA基因转到拟南介植物中,植株中的PHA含量提高到12－13 wt%，种子中PHA 含量也达到了7wt% ;

2、PHA应用

PHA的生物相容性和生物降解性使其可以作为体内植入材料包括组织工程材料和药物控制释放载体等。如可以根据人体组织的性能特点，设计出所需的PHA组织骨架。

农业上包裹肥料或农药的载体，使被包裹的物质在PHA缓慢降解的过程中缓慢释放出来，从而保持长期的肥效或药效，同时减少用药量，延长作用时间，保护耕地的长期可种植性。

二、生物技术药物的提取与纯化的原则

答：目标药物分离纯化应考虑：

1）抑制相应细胞的酶活性；2）清除非目标成分，过敏源、热源；3）优化分离纯化工艺；4）建立技术检测与质量控制方法；5）工艺设备验证；6）小试、中试过程贯彻GMP原则。

一般步骤：⑴生物组织与细胞的破碎

破碎方法:磨切法、压力法、反复冻融法、超声波震荡、自溶法、酶解法

⑵提取

破碎后立即提取,根据活性物质的性质，选择提取试剂种类、用量、提取次数、提取时间,注意提取温度、pH、变性剂等；

颗粒性杂质的清除：离心、过虑

可溶性杂质的清除

常见可溶性杂质的类别

蛋白多肽；沉淀、吸附、层析、超滤、超速离心等方法；

脂类、脂蛋白；萃取等；

多酚类：沉淀、层析等方法；

核酸类：离子交换层析、酶解等；

内毒素：脂多糖类，超滤、吸附、离子交换层析、层析等方法；

小分子类：盐、糖等，透析、层析、超滤

可能出的题目：

一、转基因植物的安全性评价

答：转基因植物的安全性评价是指对重组DNA导入植物体内所获得的遗传工程体及其产品对人类健康、人类赖以生存的环境、农业生态平衡等方面可能造成的影响进行安全性预测和评价。对于转基因生物的疑虑主要有两个方面，一是对人体健康是否有害，即食品的安全性；二是对生态环境是否构成潜在威胁，即环境的安全性。

1、基因植物的食品安全性评价

对于转基因植物的食品安全性评价，世界上多数国际采用经济合作发展组织（Organization of Economic Co-operation and Development, OECD）1993年提出的实质等同性（substantial equivalence）原则。

（1）如果转基因食品与传统食品具的实质等同性，则认为是安全的。

（2）如果转基因食品与传统食品除引入的新性状外具有实质等同性，则需时行严格的安全性状价。

（3）如果转基因食品与传统食品不具有实质等同性，则应从营养性和安全性角度进行全面分析。

在对转基因的食品进行实质等同性评价时，一般应主要考虑以下几个方面：

首先是有无毒性，转基因植物必须确保转入的外源基因或基因产物对人畜无毒。

其次是有无过敏性。

另外还要考虑营养物质、抗营养因子的含量及标记基因的安全性等。

转基因植物及其加工食品的安全性

1）转基因作物安全性争议的几大事件：

1995加拿大“超级杂草”事件：转基因油菜；

1998年苏格兰“马铃薯”事件：转基因马铃薯引起老鼠器官发育异常？

1999美国“斑蝶”事件：《自然》论文，斑蝶食用转Bt玉米花粉后，44％死亡，破坏生态？

2002中国转Bt棉事件：破坏农田昆虫生态？

2. 转基因植物的环境安全性

对转基因植物的环境安全性评价的核心问题是转基因植物释放到田间去是否会将基因（包括转基因）转移到野生植物中，或是否会破坏自然生态环境，打破原有生物种群的动态平衡。转基因作物的潜在风险

（1）转基因作物可能变为杂草；（2）转基因作物使野生近缘种变为杂草；

（3）可能产生新的病害；（4）转基因作物对环境生态的长期破坏；

（5）对非目标生物的伤害等。

3、选择性标记的安全性

大部分植物载体含有kan抗性基因，以便筛选转基因植株。kan抗性基因，又称为nptII，来自于细菌编码新霉素转移酶II，担忧：

1）食品中的kan抗性基因是否能传给人体肠道中的细菌，产生对抗生素的抗性。

2）kan抗性基因能否传给环境中的其他生物，导致生态系统的破坏；

转基因食品通过人体的消化道与肠道中的细菌接触之前kan抗性基因已经被破坏，转化到细菌的机会也非常少；然而危险因素并不等于0

去除标记基因：利用噬菌体P1含有Cre基因，它识别一个34kb的跨越序列，并可以将中间序列切除；利用这一系统，必须使用两个克隆载体进行转化，其中一个含有目的基因及选择标记基因，选择标记基因两端被Cre靶序列包围；另一个载体含有Cre基因，转化完成后，Cre基因的表达可以将kan抗性基因从植物中切除；

4、国内外转基因植物的安全性评价概况

欧洲政坛和媒体普遍持怀疑态度；1999年欧盟7国决定，暂停研发新的转基因食品；欧洲环保分子经常发生毁坏转基因作物试验田事件；美国、加拿大的民众73％的消费者接受转基因食品；美国60％的加工食品中含转基因成分；2000年美、中、印、巴等科学院发表白皮书支持。

二、转基因植物的应用

答：有以下几点应用

1、植物病毒抗性

抗病毒植物：I 病毒外壳蛋白基因：Cp基因可能以下述作用方式使植物获得保护：

（1）当裸露的病毒遗传物质进入植物细胞后，立即被外壳蛋白包装，阻止病毒核酸的翻译与复制。（2）在Cp水平上阻止病毒脱壳。TMV外壳蛋白CP的转基因烟草植物，该转基因植物在TMV存在条件下，能抗病毒感染30天左右，正常植物3~4天之后使被TMV感染。马铃薯、番茄、苜蓿、番木瓜等也已成功；

II 转表达复制酶亚基反义基因的植物：

将TMV5'端基因片段（含复制酶亚基因）作为目的基因，成功地构建了其反义基因的转烟草植株。实验结果表明，病毒RNA的合成抑制了25~50倍。系统的病毒侵染症状特征消失或大量减少。

此外，卫星RNA、核糖体失活蛋白基因、干扰素也成功的应用于转基因抗病毒植物的培育。

2、细菌及真菌抗性

3、植物的抗逆性

4、植物的性状改良

如：延迟果实成熟转基因番茄

多聚半乳糖醛酸酶

番茄从开花到收获需要大约8周的时间，第6周开始，果实的颜色和风味开始变化，此时成熟过程的基因开始启动，包括多聚半乳糖醛酸酶，使果实开始软化。运输过程中，造成伤害，降低了商品品质。

利用反义RNA延迟番茄果实的成熟。从正常多聚半乳糖醛酸酶基因的5’端获得了一个730bp的限制性片断，包含了一半的编码序列，将植物的多腺苷酸化信号连接到片段的头部，CaMV启动子连接到尾部，插入Ti质粒pBIN19中。引入植物后，转录后形成了反义RNA。降低了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达。

实验的结果通过4个途径分析

1 ）Southern杂交检测反义基因；

2 ）利用只能与反义RNA杂交的单链探针，Northern杂交检测反义基因的转录；

3 ）检测转基因植株的多聚半乳糖醛酸酶mRNA的表达量明显低于对照；

4 ）聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示，多聚半乳糖醛酸酶的表达量明显降低；

转基因果实虽然也在逐渐的成熟，但可以存放很长的时间。这意味着反义RNA虽然不能完全将多聚半乳糖醛酸酶基因失活，但可以有效的降低基因的表达量，延缓成熟过程。

5、转基因花卉

希望利用基因工程技术，培育出蓝花月季、郁金香和香石竹，以及能够发萤光的奇异花卉等等；在株型、花色、彩斑、重瓣性、花形等的形成机理取得一定突破的基础上；已经成功地培育出了重瓣矮牵牛；株型圆整的观赏马铃薯；以矮牵牛为模式的植物花色基因工程研究方兴未艾，而且花色基因工程已在包括菊花、香石竹、非洲菊、月季、拟南芥在内的许多物种上获得了成功；

昆虫的荧光素酶基因

植物活细胞基因表达的检测可用昆虫的荧光素酶基因作为报告基因，其工作原理如下：将昆虫荧光素和A TP表达荧光素酶的植物细胞混合，该酶催化昆虫荧光素的氧化反应，并生成AMP、CO2和光，表达该酶的植物细胞或组织便可用感光胶片检测。例如，叶子的表面用砂纸磨损然后注入含有昆虫荧光素和ATP的缓冲液中，晾干，将X－光胶片覆盖在叶子上，则表达昆虫荧光素酶的细胞就会使胶片感光与同位素检测方法一样。

6、植物生物反应器

利用转基因植物作为生物反应器，生产异源蛋白质及其它高分子化合物；

（1）异源蛋白药物

植物生长成本较低；如人的脑腓肽（油菜）、人血清蛋白（马铃薯）、红细胞生成素、干扰素、小鼠单克隆抗体（烟草）等；

（2）食用或工业用油

利用油菜制造肥皂和去垢剂的月桂酸、用于麦淇淋生产的6－十八碳烯酸等；

此外，利用油菜易于生长及产量高的特点，人们还致力于用它生产其它工业用油。如，作用润滑油及尼龙生产的原料芥酸；

（3）高分子材料

通过转基因植物获得的高分子原材料范围极其广泛。包括：可被生物降解的聚羟丁酯塑料（PHB）以及天然棉花与聚酯的混合纤维等.

植物作为生产药用蛋白的生物反应器，为人类提供了一个更加安全和廉价的生产体系，与微生物发酵、动物细胞和转基因动物等生产系统相比，它具有许多潜在的优势：(1)植物易于操作，成本低廉，推广方便；(2)植物细胞具有完整的真核细胞表达系统，能准确地进行翻译后加工；(3)提取纯化过程简单，甚至可以直接食用；(4)安全性更好，不需要注射，避免血液传染；(6)来源于植物，无病原污染；(7) 不需要冷藏、方便运输，易于贮存分发等。

三、体细胞胚胎发生

离体培养下体细胞没有经过受精过程，但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物，称为体细胞胚或胚状体；这一定义有以下几方面的界定：

其一，体细胞胚是离体培养的产物，只限于在离体培养范围使用，以区别于无融合生殖胚；其二，体细胞胚起源于非合子细胞，非合子胚；

其三，体细胞经过了胚胎发育过程，以区别与离体培中器官发生形成个体的途径；

四、人工种子的研制和优点

答：人工种子（artificial seeds）又称合成种子（synthetic seeds）或体细胞种子（somatic seeds）。任何一种繁殖体，只要能够发育成完整的植株，均可称之为人工种子；

1、人工种子包埋：在配制好的海藻酸钠溶液中，按一定比例加入繁殖体并混匀，然后将其逐滴滴入2.0%～2.5%的CaCl2溶液中，经20～30 min的离子交换作用，即能形成含有繁殖体并具有一定刚性的小球珠（bead），再用水漂洗20 min以终止反应。此时的人工种子是一种胶囊状结构，将其晾干后可贮存或播种。

2、人工种皮的研制

理想的人工种皮：具有一定的封闭性以保证人工胚乳的各种成分不易流失；

具有良好的透气性，以保证繁殖体维持生理活性的需要；

有一定的坚硬度，以加强人工种子的耐储运性和适于机械化操作；

无毒无害，能保证繁殖体顺利穿透发芽。

3、人工种子的优点

1）有可能建立一种高效快速的繁殖方法，它既能保持原有品种的种性，又可以使之具有实生苗的复壮效应；

2）对优异杂种种子不通过有性制种而快速获得大量种子；

3）对不能正常产生种子的特殊植物材料如三倍体、非整倍体、基因工程植物等，可通过人工种子在短期内加大繁殖；

4）可以节省制种用地，且不受季节限制，可以实现工厂化生产，还可避免种子携带病原菌的危险；

5）与试管苗相比，可以避免移栽困难，且可以实现机械化操作，同时还便于储藏和运输；

五、DNA分子标记

答：DNA分子标记是指由于DNA分子发生缺失、插入、易位、倒位、重排或由于存在长短与排列不一的重复序列等机制而产生的多态性标记。

1、DNA分子标记具有以下优点：(1)可以鉴定DNA上单个碱基的改变，提供整个基因组上潜在的标记物位点；(2)不受发育阶段、环境条件和表达的影响；(3)非编码序列和重复序列均可作为分子标记物；(4)大部分DNA标记物为非编码序列。

2、DNA分子标记的主要类型

DNA分子标记技术大致可分为三大类：

第一类以电泳技术和分子杂交技术为核心，其代表性技术有限制性片段长度多态性(RFLP)和DNA 指纹技术（DNA Finger printing）。

第二类以电泳技术和PCR技术为核心，其代表性技术有随机扩增的多态性DNA （RAPD）、SSR（或称SSLP、STMS）和AFLP。

第三类以DNA序列分析为核心的分子标记技术，其代表性技术为ITS测序分析技术。3、DNA分子标记的应用

1)、DNA分子标记辅助育种技术

2)、植物分子诊断

3)、药用植物辨别方面的应用

六、传统疫苗与新型疫苗的比较

答：1、常见的疫苗类型

1)致死（灭活）疫苗:由大量培养的病原体物理化学方法灭活制成，如霍乱灭活疫苗。

2)减毒活疫苗：用减毒或无毒力的活病原体制成，如鼠疫活疫苗；

3)类毒素：用病原体的外毒素经去毒处理制成，如白候类毒素。

畜禽重组疫苗的开发

2、利用重组DNA技术生产畜禽用基因工程疫苗，是生物技术在畜禽疫病防治中的一个重要领域。目前，基因工程疫苗主要有：基因工程亚单位疫苗；基因工程活载体疫苗；合成肽疫苗；基因缺失疫苗等。畜禽用基因工程疫苗包括细菌、病毒、寄生虫和真菌基因工程疫苗等四大类，已有多种疾病疫苗研制成功并在生产上应用。

3、传统疫苗的局限性

1)病源体培养成本高，产量低；

2)很多病源体不能培养，没有疫苗；

3)高度安全措施，有扩散危险；

4)减毒株可能回复毒力；

5)疫苗的有效期短，需冷藏保存等。

4、新一代疫苗的开发

基因疫苗（gene vaccine）又名DNA疫苗（DNA vaccine）、核酸疫苗。作为预防性疫苗，DNA疫苗可以有效地保护接种动物免受病原体的侵害。DNA疫苗已引起许多研究人员的高度重视，并在对病毒、细菌、寄生虫等感染性疾病的预防和治疗进行了广泛和深入的研究，已进入临床实验阶段。

5、新一代疫苗的开发

1)剔除病源体毒性基因，保持免疫激发功能；

2)制备活的非致病系统，可激发强烈的免疫反应；

3)克隆主要的抗原基因，直接生产疫苗；

目前，重组DNA疫苗已成功用于口蹄疫、狂犬病、腹泻病等疫苗的生产。

七、生物技术与食品安全

答：1、食品安全危机：苏丹红，孔雀石绿，猪链球菌等等。

WHO报告：每年4亿人腹泻，1800万人死亡；20年来食源性疾病明显增长，如欧洲空肠弯曲菌病成倍上升；北美因沙门氏菌引起的病人明显增加。

食品安全：对食品正常食用时不会使消费者受害的担保(WHO，1996）。

食品卫生：确保食品安全性和适合性而采取的一切条件和措施。

影响食品安全的主要因素：（1）生物污染；（2）环境污染；（3）药物残留；（4）添加剂；（5）新型食品；（6）其它。

2、保证食品安全的原理

世界卫生组织和联合国粮农组织的《保证食品质量与安全》指南：

1)从土地到餐桌的整体概念；

2)科学的风险分析；

3)决策的透明度；

4)有效的管理评估、

3、影响食品安全的主要因素

（1）生物污染：病源微生物、寄生虫及生物毒素进入食物链。如WHO公布过去20年有30多种新传染病流行。结核、霍乱的重新出现等。

（2）环境污染：汞、铅等重金属及放射性物质，如近海海产；日本“森永”乳粉中毒事件。有机化工污染物；

（3）营养失衡；

（4）药物残留：农药、兽药、饲料添加剂对食品安全的影响已成为关注的焦点。有些农药如有机氯，难降解，20年后仍有较高检出量。动物性食品的抗生素、激素等残留问题严重。（5）食品添加剂：过量食品添加剂有严重的慢性毒害，如：糖精（乙氧基笨脲）引起致癌、尿结石；苯甲酸对肝、胃的伤害等。

（6）新型食品及其它

新型食品如转基因食品、辐照食品、功能食品等。

其它如酗酒、伪劣食品、不良习惯等。

4、食品安全挑战

（1）食源性疾病的上升，新病源菌不断涌现；

（2）食品加工、流通技术的快速变化；

（3）消费习惯的的变化；

（4）消费者的关注度日益提高。

5、食品微生物危害检测技术

（1）、快速准确的检测方法

ELISA技术24小时可完成检测；

莹光PCR方法4小时；

基因探针技术迅速追踪食品微生物污染源。

（2）、食品微生物的毒性综合评价技术与评估体系。

现代生物学实验技术实验报告

现代生物学实验技术实验报告实验一、超薄切片一、实验目的学习掌握常规生物样品前处理技术及样品包埋块的制备技术。二、实验材料植物幼嫩叶片、小鼠肝脏细胞三、实验试剂 2.5％戊二醛、PBS、1％锇酸、30％丙酮、100％丙酮、 Epon812包埋液、蜡油四、实验器材离心管、玻璃棒、滴管、移液枪、刀片、镊子、牙签、烘箱、切片机、五、实验步骤 1、取材固定：从植株上取叶片或者取小鼠肝脏细胞，切取 1mm3左右大小的组织块，立即放入PBS（pH7.2)配制的2.5%戊二醛中固定1小时。 2、用0.1molPBS缓冲液冲洗三次每次3～5分钟。 3、1％锇酸固定1小时，然后用缓冲液冲洗三次每次3～5 分钟。 4、丙酮脱水：30％－50％－70％－80％－90％－100％－ 100％每级5～10分钟

5、浸透：脱水剂：包埋剂=3：1 1小时脱水剂：包埋剂=1：3 过夜 6、聚合：45 ℃12h 60 ℃24h 磷酸缓冲液0.2molL-1 PBS 配制 A液：Na2HPO4 .2H2O 35.61g 加DDW 至1000ml B液：NaH2PO4 .H2O 27.6g 加DDW 至1000ml 不同pH磷酸缓冲液的配制 pH 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 A液(ml) 18.8 24.5 30.5 36.0 40.5 43.5 B液(ml) 31.2 25.5 19.5 14.0 9.5 6.5 Epon812包埋液的配制 Epon812树脂20ml DDSA 4.6ml MNA 15.3ml DMP-30 0.8ml

2、支持膜的制备将一个干净的载玻片垂直放入含有0.3~0.5%氯仿配制的聚乙烯醇缩甲醛制模剂中，放置两三秒后将载玻片垂直取出。用刀片在含有膜的载玻片上划出所需要的正方形，然后将载玻片45度倾斜放入水溶液中，使膜飘在水面上，选取厚薄合适的膜，将膜放在载网上，以备后面用。 3、切片首先制刀，将玻璃片制成梯形的刀片，以备切片时使用。将包埋块置于显微镜下进行修整，将其修为最上端为正方体。在切片机上进行切片操作，使切下来的样品片漂浮在水槽中。对切下来的样品块进行染色并观察。六、注意事项 1、取材的时候动作要迅速，组织离体后应将其快速放入固定液中。并且要尽量减少损伤，减少牵拉或挤压组织。组织块的大小一般为1mm3。 2、用固定液固定的样品若漂浮在溶液表面，应通过抽真空的方法让样品沉入溶液中。 3、饿酸为剧毒、极易挥发的试剂，使用时要注意安全。 4、脱水时要逐级脱水，而不能急剧脱水，更换液体时动作要快，不要让组织离开溶液，否则会在组织内外产生气泡。

生物信息学课后题及答案-推荐下载

生物信息学课后习题及答案（由10级生技一、二班课代表整理）一、绪论 1.你认为，什么是生物信息学？采用信息科学技术，借助数学、生物学的理论、方法，对各种生物信息（包括核酸、蛋白质等）的收集、加工、储存、分析、解释的一门学科。2.你认为生物信息学有什么用？对你的生活、研究有影响吗？（1）主要用于：在基因组分析方面：生物序列相似性比较及其数据库搜索、基因预测、基因组进化和分子进化、蛋白质结构预测等在医药方面：新药物设计、基因芯片疾病快速诊断、流行病学研究：SARS 、人类基因组计划、基因组计划：基因芯片。（2）指导研究和实验方案，减少操作性实验的量；验证实验结果；为实验结果提供更多的支持数据等材料。 3.人类基因组计划与生物信息学有什么关系？人类基因组计划的实施，促进了测序技术的迅猛发展，从而使实验数据和可利用信息急剧增加，信息的管理和分析成为基因组计划的一项重要的工作。而这些数据信息的管理、分析、解释和使用促使了生物信息学的产生和迅速发展。 4简述人类基因组研究计划的历程。通过国际合作，用15年时间（1990-2005）至少投入30亿美元，构建详细的人类基因组遗传图和物理图，确定人类DNA 的全部核苷酸序列，定位约10万基因，并对其他生物进行类似研究。 1990，人类基因组计划正式启动。 1996，完成人类基因组计划的遗传作图，启动模式生物基因组计划。 1998完成人类基因组计划的物理作图，开始人类基因组的大规模测序。Celera 公司加入，与公共领域竞争启动水稻基因组计划。 1999，第五届国际公共领域人类基因组测序会议，加快测序速度。 2000，Celera 公司宣布完成果蝇基因组测序，国际公共领域宣布完成第一个植物基因组——拟南芥全基因组的测序工作。 2001，人类基因组“中国卷”的绘制工作宣告完成。 2003，中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划的.目标全部实现。2004，人类基因组完成图公布。 2.我国自主知识产权的主要基因组测序计划有哪些？水稻（2002），家鸡（2004），家蚕（2007），家猪（2012），大熊猫（2010） 2．第一章、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

现代生物学技术

现代生物学技术 1：2010年诺贝尔生理学或医学奖：试管婴儿 2：人造生命“人造儿”菌落图细胞工程与胚胎移植一：细胞工程概述 1：细胞工程：以细胞为对象，应用生命理论科学理论，借助工程学原理和技术。研究对象：动植物细胞（原生质体）。细胞器、染色体、细胞核、胚胎 2：生物工程：以生命科学为基础，用生物体系和工程学原理。生产生物制品和制造新物种的一种综合技术。第一代生物工程：4000多年前—20世纪30年代第二代生物工程：30年代—二战期间微生物工程→生物化学工程→酶工程→基因工程→细胞工程→蛋白质工程（第二代基因工程）→组织工程→代谢工程 3：细胞工程发展历史 ①探索期：19世纪末—20世纪中期动物：1885年卢克斯“组织培养”1907【美】哈林森植物：1937年【荷兰】温特植物组织培养 ②诞生期：20世纪70年代 1956—1959年斯沃尔三倍体：三棘刺鱼 1959年张明觉试管兔 1962年仓鼠肾细胞悬浮培养 1965年哈里斯·沃特金斯灭活病毒诱导动物细胞融合 20世纪70年代高国楠聚乙二醇促使植物原生质体融合 1960年兰花无性繁殖 1972年【美】卡尔森NaNO3诱导烟草原生质体融合 4：快速发展时期：20世纪70年代——至今 1973年古各树里。植物活性物质生产新途径 1975年科勒·米尔斯坦单克隆抗体 1977年首例试管婴儿 1981年埃文斯·科夫曼分离小鼠胚胎干细胞 A：动植物人工繁殖技术：植物组织培养，人工育种，试管动物，克隆动物 B：细胞充足与新品种培育技术{细胞水平、细胞器水平} C：生物制品生产技术 D：细胞组织工程技术二、动物细胞工程 1.动物细胞和组织培养正常哺乳动物细胞四大生物学特征：锚地依赖性血清依赖性生长因子接触依赖性形态依赖性细胞扁平状 2.细胞融合

分子生物学实验技术考试题库

一、名词解释 1.分配常数：又称分配系数，是指一种分析物在两种不相混合溶剂中的平衡常数。 2.多肽链的末端分析：确定多肽链的两末端可作为整条多肽链一级结构测定的标志，分为氨基端分析和羧基端分析。 3.连接酶：指能将双链DNA中一条单链上相邻两核苷酸连接成一条完整的分子的酶。 4.预杂交：在分子杂交实验之前对杂交膜上非样品区域进行封闭，用以降低探针在膜上的非特异性结合。 5.反转录PCR：是将反转录RNA与PCR结合起来建立的一种PCR技术。首先进行反转录产生cDNA,然后进行常规的PCR反应。 6.稳定表达：外源基因转染真核细胞并整合入基因组后的表达。 7.基因敲除：是指对一个结构已知但功能未知或未完全知道的基因，从分子水平上设计实验，将该基因从动物的原基因组中去除，或用其它无功能的DNA片断取代，然后从整体观察实验动物表型，推测相应基因的功能。 8.物理图谱：人类基因组的物理图是指以已知核苷酸序列的DNA片段为“路标”，以碱基对(bp，kb，Mb)作为基本测量单位(图距)的基因组图。 9.质谱图：不同质荷比的离子经质量分析器分开后，到检测器被检测并记录下来，经计算机处理后所表示出的图形。 10.侧向散射光：激光束照射细胞时，光以90度角散射的讯号，用于检测细胞内部结构属性。

11.离子交换层析：是以离子交换剂为固定相，液体为流动相的系统中进行的层析。 12.Edman降解：从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。 13.又称为限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)：是能够特异识别双链DNA序列并进行切割的一类酶。 14.电转移：用电泳技术将凝胶中的蛋白质，DNA或RNA条带按原位转移到固体支持物，形成印迹。 15.多重PCR：是在一次反应中加入多对引物，同时扩增一份模板样品中不同序列的PCR 过程。 16.融合表达: 在表达载体的多克隆位点上连有一段融合表达标签（Tag），表达产物为融合蛋白（有分N端或者C端融合表达），方便后继的纯化步骤或者检测。 17.同源重组：发生在DNA同源序列之间，有相同或近似碱基序列的DNA分子之间的遗传交换。 18.遗传图谱又称连锁图谱(linkage map)，它是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”，以遗传学距离为图距的基因组图。 19.碎片离子：广义的碎片离子为由分子离子裂解产生的所有离子。 20.前向散射光：激光束照射细胞时，光以相对轴较小角度向前方散射的讯号用于检测细胞等离子的表面属性，信号强弱与细胞体积大小成正比。 21.亲和层析:利用共价连接有特异配体的层析介质分离蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白或其他分子的一种层析法。(利用分子与其配体间特殊的、可逆性的亲和结合

《微生物学》参考书目

《微生物学》参考书目 [1] 国家自然科学基金委员会[编], 微生物学．北京：科学出版社，1996． [2] 蔡信之主编, 微生物学．上海：上海科学技术出版社，1996． [3] 唐珊熙主编, 微生物学．北京：中国医药科技出版社，1996． [4] 黄秀梨主编, 微生物学．北京：高等教育出版社，1998． [5] 李榆梅主编,微生物学. 北京: 中国医药科技出版社,1999. [6] [美][J.尼克林]J. Nicklin著,微生物学. 北京:科学出版社,1999. [7] 闵航主编,微生物学.杭州: 浙江大学出版社, 1999. [8] 刘正主编,口腔微生物学.南京:南京出版社, 1995. [9] 江苏省徐州农业学校主编,兽医微生物学.北京:中国农业出版社.1995. [10] 郁庆福主编,现代卫生微生物学.北京:人民卫生出版社, 1995. [11] 李影林主编,临床微生物学及检验.北京: 人民卫生出版社,1995. [12] 程东升主编,资源微生物学. 哈尔滨: 东北林业大学出版社, 1995. [13] 杨洁彬等编著,食品微生物学.北京:北京农业大学出版社, 1995. [14] 高鼎主编,食品微生物学.北京:中国商业出版社, 1996. [15] 郭爱莲编著,食品与微生物. 西安: 陕西科学技术出版社, 1996. [16] 王绍树主编,食品微生物实验. 天津:天津大学出版社, 1996. [17] 陈子丹，赵再平主编,食品微生物学. 长春: 吉林大学出版社, 1997. [18] 王禾主编,食品微生物学. 哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1998. [19] 苏世彦主编,食品微生物检验手册. 北京:中国轻工业出版社, 1998. [20] 王文仲编著,应用微生物学. 北京: 中国医药科技出版社, 1996. [21] 哈尔滨兽医研究所编著,兽医微生物学.北京:中国农业出版社, 1998. [22] 陆德源主编,医学微生物学.北京: 人民卫生出版社, 1996. [23] 刘清蒙主编,医学微生物学. 贵阳：贵州科技出版社， 1997. [24] 赵富玺，姜国枢主编,医学微生物学. 北京: 人民军医出版社, 1999. [25] 李阜棣主编,土壤微生物学. 北京: 中国农业出版社, 1996. [26] 魏德洲编著,资源微生物技术. 北京: 冶金工业出版社, 1996. [27] 梁如玉主编,农业微生物学. 北京: 中国农业科技出版社, 1997.

生物信息学复习资料全

一、名词解释(31个) 1.生物信息学:广义：应用信息科学的方法和技术，研究生物体系和生物过程息的存贮、信息的涵和信息的传递，研究和分析生物体细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程中的各种生物信息，或者也可以说成是生命科学中的信息科学。狭义：应用信息科学的理论、方法和技术，管理、分析和利用生物分子数据。 2.二级数据库：对原始生物分子数据进行整理、分类的结果，是在一级数据库、实验数据和理论分析的基础上针对特定的应用目标而建立的。 3.多序列比对：研究的是多个序列的共性。序列的多重比对可用来搜索基因组序列的功能区域，也可用于研究一组蛋白质之间的进化关系。 4.系统发育分析：是研究物种进化和系统分类的一种方法，其常用一种类似树状分支的图形来概括各种（类）生物之间的亲缘关系，这种树状分支的图形称为系统发育树。 5.直系同源：如果由于进化压力来维持特定模体的话，模体中的组成蛋白应该是进化保守的并且在其他物种中具有直系同源性。指的是不同物种之间的同源性，例如蛋白质的同源性，DNA序列的同源性。（来自百度） 6.旁系（并系）同源：是那些在一定物种中的来源于基因复制的蛋白，可能会进化出新的与原来有关的功能。用来描述在同一物种由于基因复制而分离的同源基因。（来自百度） 7.FASTA序列格式：将一个DNA或者蛋白质序列表示为一个带有一些标记的核苷酸或氨基酸字符串。 8.开放阅读框（ORF）：是结构基因的正常核苷酸序列，从起始密码子到终止密码子的阅读框可编码完整的多肽链，其间不存在使翻译中断的终止密码子。（来自百度） 9.结构域：大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行其功能，称为结构域。 10.空位罚分：序列比对分析时为了反映核酸或氨基酸的插入或缺失等而插入空位并进行罚分，以控制空位插入的合理性。（来自百度） 11.表达序列标签：通过从cDNA文库中随机挑选的克隆进行测序所获得的部分 cDNA的3’或5’端序列。（来自文献） 12.Gene Ontology 协会： 13.HMM 隐马尔可夫模型：将核苷酸序列看成一个随机序列，DNA序列的编码部分与非编码部分在核苷酸的选用频率上对应着不同的Markov模型。14.一级数据库：数据库中的数据直接来源于实验获得的原始数据，只经过简单的归类整理和注释 15.序列一致性：指同源DNA顺序的同一碱基位置的相同的碱基成员, 或者蛋白质的同一氨基酸位置的相同的氨基酸成员, 可用百分比表示。 16.序列相似性：指同源蛋白质的氨基酸序列中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例。 17.Blastn：是核酸序列到核酸库中的一种查询。库中存在的每条已知序列都将同所查序列作一对一地核酸序列比对。（来自百度） 18.Blastp：是蛋白序列到蛋白库中的一种查询。库中存在的每条已知序列将逐一地同每条所查序列作一对一的序列比对。（来自百度）

第十六章基因表达的调节控制以及现代生物学技术

第十六章基因表达的调节控制以及现代生物学技术一：填空题 1.正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式，其中原核细胞常用________________调控，而真核细胞常用________________调控模式。 2.操纵子由________________、________________和________________三种成分组成。 3.与阻遏蛋白结合的DNA序列通常被称为________________。 4.β-半乳糖甘酶基因的表达受到________________和________________两种机制的调节。 5.葡萄糖效应是指________________。 6.ticRNA是指________________；micRNA是指________________。 7.大肠杆菌细胞内参与His合成有关酶的基因表达受到________________和________________两种机制的调节。 8.________________或________________可诱导原核细胞出现严谨反应。 9.________________和________________被称为魔斑分子，它作为________________酶的别构效应物调节此酶的活性。 10.鼠伤寒沙门氏菌两种鞭毛蛋白表达之间的转换是通过________________机制实现的。 11.哺乳动物细胞对氨基蝶呤产生抗性，是因为细胞内的DHFR基因经历了________________。 12.在胚系细胞之中，抗体重链的基因可分为________________、________________、________________和 ________________四个区域。 13.在基因表达的调控之中，________________和________________与________________和________________之间的相互作用十分重要。 14.女性两条X染色体只有一条X染色体具有转录的活性是因为________________和________________。 15.乳糖操纵子的天然诱导物是________________，实验室里常用________________作为乳糖操纵子的安慰诱导物诱导β-半乳糖苷酶的产生。 16.基因扩增或基因放大是指________________，它是通过局部DNA的来实现，________________扩增可导致细胞癌变。 17.SPO1噬菌体通过________________级联调节早、中和晚期基因在不同时间内的表达。 18.存在于反式作用因子上负责激活基因转录的结构花色通常有________________、________________和 ________________三种形式。 19.真核细胞核基质的主要成分是________________。 20.组蛋白可经历________________、________________和________________修饰而调节基因的表达。 21.原核细胞DNA的甲基化位点主要是在________________序列上，真核细胞核DNA的甲基化位点则主要是在________________序列上。 22.反式作用因子通常通过________________、________________和________________键与相应的顺式作用因子结合。 23.PCR即是________________。 24.人类基因组计划的主要内容是________________。 25.Southern blotting、Northern blotting和Western blotting分别被用来检测________________、________________和________________。 26.________________是应用于蛋白质工程中的最主要的手段。 27.RFLP即是________________。 28.噬菌体展示(Phage display)技术中常用的噬菌体是________________。 29.基因工程需要的最常用的工具酶包括________________、________________和________________等。 30.基因克隆的载体通常是由________________、________________和________________改造而来。 31.可使用________________和________________方法获得原核细胞的启动子序列。 32.体外转录通常需要使用________________、________________或________________RNA聚合酶。 33.脉冲场凝胶电泳(Pulsed field gel electrophoresis)被用来分离________________。 34.第一个使用体细胞克隆出来的哺乳动物是________________。 35.一种基因的启动子序列与启动子的一致序列越相近，该基因的转录效率就越________________。 36.基因敲除(Gene knockout)即是________________，它是研究________________的好方法。二：是非题 1.[ ]原核细胞与真核细胞的基因表达调节的主要发生在转录水平上。 2.[ ]衰减子这种调控模式不可能出现在真核细胞。 3.[ ]操纵子结构是原核细胞特有的。 4.[ ]某些蛋白质既可以作为阻遏蛋白又可以作为激活蛋白参与基因表达的调控。 5.[ ]转录因子都具有负责与DNA结合的结构花色。 6.[ ]某些反式作用因子通过亮氨酸拉链这种结构花色与DNA结合。 7.[ ]真核细胞的基因转录也具有抗终止作用。 8.[ ]真核细胞核的三类基因的转录都受到增强子的调节。 9.[ ]某一个基因的转录活性越强，则该基因所处的DNA序列对Ⅰ就越敏感。

《微生物学》学习指南

《微生物学》学习指南一、课程的基本情况本课程总学时：104 学时，其中理论教学：40学时，实验教学40学时，实习周教学1周（24学时），一个学期内完成全部授课内容。《微生物学》课程是我校微生物技术及应用、生物技术及应用、食品加工技术、饲料与动物营养、食品安全与质量管理等9个专业的必修课程。《微生物学》是建立在学生学完《化学应用技术》、《生物化学》等课程之后开设的课程，是一门实践性较强的专业基础课。是微生物技术及应用专业、生物技术及应用专业和酿酒技术专业的核心主干课程。本课程的主要内容：微生物形态观察、微生物培养、微生物生长测定、微生物分离纯化及鉴定、微生物检测、微生物育种和微生物的保藏。本课程的主要任务是使学生掌握微生物的形态构造、营养代谢、生长控制、遗传变异等方面的基本理论知识，掌握无菌操作技术、微生物的分离和培养技术、微生物鉴定技术、工业微生物菌种选育及保藏技术等关键技能，学习无菌操作室、微生物菌种室的建设，并掌握微生物技术常用仪器和设备的运行与维护，并培养学生之间的团结协作及沟通能力。学完该课程，为学生今后的学习及工作奠定坚实的基础。二、基本学习方法《微生物学》课程理论、实践性均强，内容丰富，知识点琐碎，技能训练要求严格，许多学生反映该学科难学。因此，如何教与学好这门学科是很值得探讨的问题。这需要师生共同努力，教与学相辅相承。 1.明确目的是前提要学好一门课程，首先要充分认识学科的性质及其重要性，才会有学习的动力，由“要我学”变为“我要学”，这样，你才能认真地、刻苦地去钻研它。这就要求你要听好第一堂即“认识微生物和微生物学”的讲解，明确学习的目的，激发学习的兴趣。明确微生物学与人们的生产生活联系非常紧密，与多学科联系紧密，有“桥梁”学科之称。如后续的发酵工艺课中的酶制剂、微生态制剂、酒

BLOSUM矩阵和其在生物信息学中的应用

[生工0902] BLOSUM矩阵及其在生物信息学中的使用生物信息学齐阳，汪锴，袁理 2011/11/25 什么是BLOSUM矩阵？BLOSUM矩阵有什么使用？

BLOSUM矩阵及其在生物信息学中的使用齐阳汪锴袁理摘要BLOSUM矩阵是一种蛋白质序列对比的算法，在生物信息学领域中被广泛使用。本文综述了BLOSUM矩阵的由来、如何构建BLOSUM矩阵和其打分规则、使用以及现代算法。并指出了BLOSUM矩阵的发展前景。关键词BLOSUM矩阵；生物信息学；使用 0 引言序列比对是现代生物学最基本的研究方法之一, 最常见的比对是蛋白质序列之间或核酸序列之间的两两比对，通过比较两个序列之间的相似区域和保守性位点，寻找二者可能的分子进化关系，进而可以有效地分析和预测一些新发现基因的功能。目前各种蛋白质序列对比算法主要利用一种替代矩阵来计算序列间的相似性，过去所普遍使用的Dayhoff矩阵只能用来进行相似度85%以上的序列对比「1」，为了满足大量生命科学研究的需求，1992年Henikoff夫妇从蛋白质模块数据库BLOCKS中找出一组替代矩阵，即BLOSUM系列，很好的解决了序列的远距离相关的问题，此后十几年来BLOSUM及其衍生替代矩阵已经成为蛋白质多序列对比的常用方法。 1BLOSUM矩阵概况序列比对是现代生物学最基本的研究方法之一，常见的比对是蛋白质序列之间或核酸序列之间的两两比对，通过比较两个序列之间的相似区域和保守性位点，寻找二者可能的分子进化关系，进而可以有效地分析和预测一些新发现基因的功能。在比对两个序列时，不仅要考虑完全匹配的字符，还要考虑一个序列中的空格或间隙（或者，相反地，要考虑另一个序列中的插入部分）和不匹配，这两个方面都可能意味着突变「2」。在序列比对中，需要找到最优的比对即将匹配的数量最大化，将空格和不匹配的数量最小化。为了确定最优的比对，必须为每个比对进行评估和打分，于是引入了打分函数「3」。

微生物学复习题和参考答案.doc

微生物学复习题和参考答案（农学类）涂国全编写 2010年05月第一章绪论一、复习题（30题） 1.什么是微生物？简述其3大特点和所属类群。 2.什么是马铃薯晚疫病？试述其在历史上对人类的一次严重危害。 3.如何理解“在近代科学中，对人类福利最大的一门科学要算是微生物学了”？ 4.人类认识微生物世界的主要障碍是什么？在微生物学发展早期，学者们是如何逐一克服的？ 5.微生物学的发展经历了哪5个时期？各期的代表人物是谁？ 6.试简介列文虎克（A.vanLeeuwenhoek，1632～1723），并说明他对微生物学的贡献。 7.巴斯德学派在微生物学发展中有何重大贡献？ 8.科赫学派在微生物学发展中有何重大贡献？ 9.由巴斯德设计的著名曲颈瓶试验，有何重大的理论与实际意义？ 10.巴斯德、科赫等微生物学研究成果的“横向扩散”，产生了哪些分支学科？各学科的代表人物是谁？ 11.微生物学史上的“成熟期”始于何时、何人？试简述本期的特点。 12.在医疗保健事业的发展史中，与微生物学有关的“六大战役”是什么？它们对人类的进步起了什么作用？ 13.在发酵工业和生物工程产业中有哪些关键性的工艺技术？试述青霉素的大规模生产对当代发酵工业和生物工程所产生的巨大影响。 14.什么是生物工程（学）？它由哪5大具体工程组成？它们间的相互关系是怎样的？ 15.简述微生物在生态平衡和环境保护中的作用。 16.微生物学对生物学基础理论的研究有何重大贡献？为什么微生物可以发挥这种作用？ 17.为什么说微生物是基因工程的支柱？

18.在经典遗传学发展为分子遗传学的过程中，微生物起了什么作用？为什么能起这种作用？ 19.微生物学有哪6类分科？试简述分类依据并各举数例。 20.试列举10项起源微生物学研究的特有操作技术。 21.试列举微生物学中3项最重要的独特技术，并分别说出其创始人、基本原理及其对发展微生物学的贡献。 22.何谓科赫法则（Koch￠s Postulates）？ 23.微生物的“生长旺、繁殖快”特性对发酵生产有何实际意义？试举例说明之。 24.为什么说在微生物的5大共性中，“体积小、面积大”这一条是最根本的？ 25.微生物的“生长旺、繁殖快”特性对生物学基础理论的研究有何意义？试举例说明之。 26.微生物界有哪几项特点可称得上是“生物界之最”？（应答10项） 27.当前人类正面临哪5大危机？解决危机的关键是什么？为什么说在解决这些危机中微生物可以发挥其不可替代的作用？ 28简述现代微生物学发展的6大趋势。 29.为什么说“21世纪是生物学世纪”？ 30.简述微生物学在那几方面的突出贡献使人类的平均寿命延长了几十年。为什么？二、参考答案（54小题） 1.答案定义：一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。特点：个体微小（<0.1 mm）；构造简单；进化地位低。类群：原核类：细菌，放线菌，蓝细菌；立克次氏体，支原体，衣原体。真核类：真菌（酵母菌，霉菌），原生动物，显微藻类。非细胞类：病毒，类病毒，朊病毒。（注：也可用表解法解答） 2.答案一种由病原性真菌引起的严重植物病害。19世纪中叶，在欧洲发生了一场马铃薯晚疫病大流行，毁灭了5/6的马铃薯，个别地方甚至颗粒无收，并引起爱尔兰等地大量居民饿死或逃往北美。起因：当地过分强调种植单一高产粮食作物～马铃薯；当时连年气候异常，长期阴雨，温湿度过高，十分有利于病原真菌的生长繁殖和传播。 3.答案不同的人群或个人有其不同的幸福观或福利观。一般都集中在追求钱、权、利、名、业、健（健康长寿）等几个方面。健康在幸福观上应居首位；在近代多门科学中，对人类健康的关系最为密切、已作出了重要贡献并将进一步作出更大贡献的科学就是微生物学。 4.答案主要障碍有以下几点：个体微小：列文虎克利用其自制的显微镜，克服了肉眼的局限性，首次观察到多种微生物的个体形态；外貌不显：主要由科赫学派克服的，他们创立了许多显微镜技术，染色技术、悬滴培养技术和显微摄影技术，使人们对细菌等的外貌能清楚地观察到了；

浅谈生物信息学在生物方面的应用

浅谈生物信息学在生物方面的应用生物信息学（bioinformaLics）是以核酸和蛋白质等生物大分子数据库及其相关的图书、文献、资料为主要对象，以数学、信息学、计算机科学为主要手段，对浩如烟海的原始数据和原始资料进行存储、管理、注释、加工，使之成为具有明确生物意义的生物信息。并通过对生物信息的查询、搜索、比较、分析，从中获得基因的编码、凋控、遗传、突变等知识；研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互关系；研究它们在生物体内的物质代谢、能量转移、信息传导等生命活动中的作用机制。从生物信息学研究的具体内容上看，生物信息学可以用于序列分类、相似性搜索、DNA 序列编码区识别、分子结构与功能预测、进化过程的构建等方面的计算工具已成为变态反应研究工作的重要组成部分。针对核酸序列的分析就是在核酸序列中寻找过敏原基因，找出基因的位置和功能位点的位置，以及标记已知的序列模式等过程。针对蛋白质序列的分析，可以预测出蛋白质的许多物理特性，包括等电点分子量、酶切特性、疏水性、电荷分布等以及蛋白质二级结构预测，三维结构预测等。生物信息学中的主要方法有：序列比对，结构比对，蛋白质结构的预测，构造分子进化树，聚类等。基因芯片是基因表达谱数据的重要来源。目前生物信息学在基因芯片中的应用主要体现在三个方面。 1、确定芯片检测目标。利用生物信息学方法，查询生物分子信息数据库，取得相应的序列数据，通过序列比对，找出特征序列，作为芯片设计的参照序列。 2、芯片设计。主要包括两个方面，即探针的设计和探针在芯片上的布局，必须根据具体的芯片功能、芯片制备技术采用不同的设计方法。 3、实验数据管理与分析。对基因芯片杂交图像处理，给出实验结果，并运用生物信息学方法对实验进行可靠性分析，得到基因序列变异结果或基因表达分析结果。尽可能将实验结果及分析结果存放在数据库中，将基因芯片数据与公共数据库进行链接，利用数据挖掘方法，揭示各种数据之间的关系。生物信息学在人类基因组计划中也具有重要的作用。大规模测序是基因组研究的最基本任务，它的每一个环节都与信息分析紧密相关。目前，从测序仪的光密度采样与分析、碱基读出、载体标识与去除、拼接与组装、填补序列间隙，到重复序列标识、读框预测和基因标注的每一步都是紧密依赖基因组信息学的软件和数据库的。特别是拼接和填补序列间隙更需要把实验设计和信息分析时刻联系在一起．拼接与组装中的难点是处理重复序列，这在含有约30％重复序列的人类基因组中显得尤其突出。人类基因组的工作草图即将完成，因此发现新基因就成了当务之急。使用基因组信息学的方法通过超大规模计算是发现新基因的重要手段，可以说大部分新基因是靠理论方法预测出来的。比如啤酒酵母完整基因组（约1300万bp）所包含6千多个基因，大约60％是通过信息分析得到的。当人类基因找到之后，自然要解决的问题是：不同人种间基因有什么差别；正常人和病人基因又有什么差别。”这就是通常所说的SNPs（单核苷酸多态性）。构建SNPs及其相关数据库是基因组研究走向应用的重要步骤。1998年国际已开展了以EST为主发现新Spps 的研究。在我国开展中华民族SNPs研究也是至重要的。总之，生物信息学不仅将赋予人们各种基础研究的重要成果，也会带来巨大的经济效益和社会效益。在未来的几年中DNA 序列数据将以意想不到的速度增长，这更离不开利用生物信息学进行各类数据的分析和解释，研制有效利用和管理数据新工具。生物信息学在功能基因组学同样具有重要的应用目前应用最多的是同源序列比较、模式识别以及蛋白结构预测。所谓同源序列，是指从某一共同祖先经趋异进化而形成的不同序列。利用数据库搜索找出未知核酸或蛋白的同源序列，是序列分析的基础[lol。如利用BLASTn和BLASTx两种软件分别进行核苷酸和氨基

现代生物技术与人类生活

现代生物技术与人类生活摘要：现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的，以DNA重组技术的建立为标志，以现代生物学研究成果为基础，以基因或基因组为核心，生物技术产业以基因产业为核心，并辐射到各个生物科技领域。通过了解现代生物技术的基本概念和主要领域，以及对这些领域中产业的发展现状的分析，人们研究出针对这些问题的一些对策，得出现代生物技术对人类生存和生活带来的影响和结论，并对生物技术未来的发展做一定的展望和预期。关键词：基因，领域，应用，展望引言：现代生物技术是当今世界发展最快、潜力最大、影响最深远的一项高新技术。被视为是 21世纪人类彻底解决人口、资源、环境三大危机，实现可持续发展的有效途径之一。所以世界各国都将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键技术之一。我国也十分重视生物技术，并组织力量追踪和攻关。现代生物技术为什么会引起世界各国如此普遍的关注和重视呢？首先，生物技术是解决全球经济问题的关键技术，在迎接人口、资源、能源、食物和环境五大危机的挑战中将大显身手。其次，生物技术将广泛地应用于医药卫生、农林畜牧、轻工、食品、化工、能源和环境等领域，促使传统产业的改造和新兴产业的形成，对人类社会将产生深远的影响。所以生物技术是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力；是 21 世纪高新技术的核心。 1 现代生物技术在食品工业中的应用 1.1改良微生物的苗种性能生物技术已用于啤酒酵母的改造，如将α-乙酰乳酸脱羧酚基因克隆到啤酒酵母中进行表达，可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味，日本生物技术专家还将霉菌的淀粉酶基因转入酵母中使其能直接利用淀粉生产酒精，省掉了高温蒸煮工序，可节约60%的能源，生产周期大为缩短。 1.2应用于食品酶制剂的生产

现代生物学技术课程总结

现代生物学技术课程总结 1、生物统计学模块统计学作为一项重要的数学工具，在我们初中阶段就已经接触并使用。而生物统计学是统计学与生物学的结合，是生物研究者数据分析的好帮手，则是在大学本科阶段才有涉及。最初学习生物统计学课程时，我们尚未参与科研，很多统计学理论在生物科学研究中的实际应用方式并不明确，且时间过久印象模糊。在现代生物学课堂上生物统计学模块中，老师将生物统计学理论与实验室数据分析的实例相结合，让我们重新温习生物统计学的理论的同时，也了解到在日常生物学实验中生物统计学理论的应用。经过一段时间的学习，我逐步学会如何运用生物统计学的知识解决实验室科研数据分析问题。首先需要把特定的生物学问题转化成数理统计问题，然后根据所提出的数理统计问题提出一个生物学的原假设及备择假设，并由此提出相应的统计学原假设及备择假设，确定和问题相关的变量及每个变量的类型，再根据变量的数目、类型、合适的参数估计以及待检测的假设，选择最合适的统计学检验。最重要的一步是进行生物学实验，收集实验数据检测其是否满足所选的统计学检验的假设，若不适合则须重新选择检验方法。最终运用所选择的检验方法得到有效的统计学结果并分析之。经过两年多的科研训练，我在不断掌握实验技术的同时，也越来越觉得数据统计分析的重要性。一味地做实验得结果却不能科学地分析数据，在科研中是致命的短板。所以在接下来的研究生生涯中，我要不断地补足短板，争取行动与思想同进步。

2、分子影像和单分子技术模块显微镜在生物学中的应用在初中阶段我们就有用到。随着对生物学研究的深入，我们所使用的显微镜已经从最初的光学显微镜不断升级。罗老师的课程让我了解到了很多更为先进的显微镜技术——光纤荧光成像技术、双光子共聚焦显微镜、高分辨率的纳米显微镜如：STED, PALM, STORM、钙成像技术、荧光共振能量转移技术、荧光漂白恢复技术、内源信号光学成像技术、荧光探针技术等。罗老师不仅仅是简单介绍这些显微镜技术，而是从显微镜基础原理开始讲起，由简入繁，让我们印象深刻。这些高端的显微镜技术在日常实验中虽然利用不多，但这些先进技术却能得到更加严谨精确的数据，为科研工作做出突出贡献。 3、分子影像和单分子技术模块在这一模块中，孙老师主要给我们介绍了分子影像与单分子技术。和罗老师一样，孙老师不仅将分子影像和单分子技术着重介绍，更是从基础出发，将单分子技术的原理和应用技术（单分子荧光和超高分辨率荧光显微技术）给同学们讲解得非常透彻。从课上我了解到单分子技术在分子生物学和细胞生物学这连个领域发挥着巨大的作用。利用单分子技术实时观测体内的单分子及生物大分子的运动，有助于生物学家在分子水平上理解和解释细胞生理活动。单分子技术已经日渐成熟，在生物学实验中的运用也越来越多。力学操纵技术，如光摄技术、扫描探针显微技术；荧光超分辨显微技术，如STORM、PALM、STED、SIM；光谱技术，如SRS、FCS等都是应用广泛的单分子技术，且在目前的分子生物学和细胞

微生物学检验常用的技术方法

微生物学检验常用的技术方法随着现代医学及相关科学技术的发展，各学科相互交叉和渗透，医学微生物学检验技术已深入到细胞、分子和基因水平，许多新技术、新方法已在临床微生物实验室得到广泛应用。医学微生物学实验室的基本任务之一是利用微生物学检验技术，准确、快速检验和鉴定临床标本中的微生物，并对引起感染的微生物进行耐药性监测，为临床对感染性疾病诊断、治疗、流行病学调查及研究等提供科学依据。微生物形态学检查细菌形态学检查是细菌检验的重要方法之一，它是细菌分类和鉴定的基础，可根据其形态、结构和染色反应性等，为进一步鉴定提供参考依据。一、显微镜检查由于细菌个体微小，肉眼不能看到，必须借助显微镜的放大才能看到。一般形态和结构可用光学显微镜观察，其内部的超微结构则需用电子显微镜才能看清楚。常用显微镜有如下几种。 1.普通光学显微镜采用自然光或灯光为光源，其波长约为0.4μm。显微镜的分辨率为波长的二分之一，即0.2μm，而肉眼可见的最小形象为0.2mm。故用油(浸)镜放大1 000倍，能将0.2μm的微粒放大成肉眼可见的0.2mm。普通光学显微镜可用于细菌、放线菌和真菌等的观察。 2.暗视野显微镜常用于观察不染色微生物形态和运动。在普通显微镜安装暗视野聚光器后，光线不能从中间直接透入，视野呈暗色，当标本接受从聚光器边缘斜射光后可发生散射，因此可在暗视野背景下观察到光亮的微生物如细菌或螺旋体等。 3.相差显微镜相差显微镜利用相差板的光珊作用，改变直射光的光位相和振幅，将光相的差异转换为光强度差。在相差显微镜下，当光线透过不染色标本时，由于标本不同部位的密度不一致而引起光相的差异，可观察到微生物形态、内部结构和运动方式等。 4.荧光显微镜荧光显微镜与普通光学显微镜基本相同，主要区别在于光源、滤光片和聚光器。目前实验仪器中大多数使用的是落射光装置，常用高压汞灯作为光源，可发出紫外光或蓝紫光。滤光片有激发滤光片和吸收滤光片二种。用蓝光的荧光显微镜除可用一般明视野聚光器外，也